СВЧ-ОГРАНИЧИТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК H01P1/22 

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к защитным устройствам от высокого уровня падающей на вход высокочастотного тракта мощности СВЧ-сигнала.

Известны ограничители падающей мощности СВЧ-сигнала, в которых используются микрополосковые линии передачи и СВЧ-диоды [1], [2].

Недостатками этих ограничителей являются неполное использование возможностей элементов схемы по параметру допустимой мощности СВЧ-сигнала на входе ограничителя, высокий уровень гармоник и паразитных комбинационных составляющих частот выходного СВЧ-сигнала, массогабаритные характеристики.

Известен пассивный полупроводниковый ограничитель мощности СВЧ-сигналов, который содержит отрезок несимметричной микрополосковой линии передачи (НМПЛ), включенные в противофазе первый и второй pin-диоды; первый и второй разделительные конденсаторы; первый и второй конденсаторы и первую и вторую индуктивности.

Однако из-за нелинейных характеристик используемых диодов на выходе СВЧ-ограничителя имеется довольно высокий уровень гармоник и паразитных комбинационных составляющих частот СВЧ-сигнала. Так как пара используемых диодов устанавливается в противоположных краях линии передачи, то прототип имеет неудовлетворительные массогабаритные характеристики.

Сущность изобретения заключается в том, что в СВЧ-ограничителе, содержащем отрезок НМЛП и два включенных в противофазе диода, в разрыв отрезка НМЛП включен отрезок двухпроводной линии передачи, в одном сечении которого установлены диоды, каждый из которых одним выводом подключен к переходу с НМЛП на двухпроводную линию передачи, а другим - к переходу с двухпроводной линии на НМЛП.

Целью изобретения является создание СВЧ-ограничителя, позволяющего уменьшить уровень гармоник и паразитных комбинационных составляющих выходного СВЧ-сигнала, увеличить уровень допустимой падающей мощности СВЧ-сигнала и уменьшить массогабаритные характеристики СВЧ-ограничителя.

Это достигается расположением включенных в противофазе диодов в одном сечении в месте перехода с НМЛП на двухпроводном линию передачи и с этой двухпроводной линии передачи на НМЛП, так называемый "балун".

На фиг.1 приведена электрическая схема предложенного СВЧ-ограничителя; на фиг.2 - его конструкция.

В предлагаемом СВЧ-ограничителе между входом 1-2 и выходом 3-4 НМЛП (вход-выход обратимы) противофазно включены диоды 5,6 в одно сечение 7-8 одним выводом к переходу с НМЛП на двухпроводную линию передачи, а другим - к переходу с двухпроводной линии передачи на НМЛП.

Работает такой СВЧ-ограничитель следующим образом.

При низких уровнях мощностей СВЧ-сигнала на входе 1-2 НМЛП сигнал проходит на выход 3-4 НМЛП без потерь (или с незначительными потерями в металле линии и "земли". При высоких уровнях падающей на диоды 5,6 мощности СВЧ-сигнала (более 1 мВт) диоды шунтируют СВЧ-линию передачи. Чем больше уровень мощности СВЧ-сигнала, тем больше шунтирование.

Так как диоды в линии передачи включены противополярно в одном сечении, то постоянная составляющая замыкается через них и к каждому диоду прикладывается только половина мощности СВЧ-сигнала.

Таким образом, параметр входной допустимой мощности СВЧ-сигнала для СВЧ-ограничителя, определяемый типом используемых диодов, при таком включении диодов улучшается в 2 раза.

Гармонические составляющие комбинационных частот, образующиеся на диодах, приложены на выходе 3-4 (см.фиг.1) в противофазе и взаимно компенсируются.

Предлагаемый СВЧ-ограничитель работает в широком диапазоне частот от УВЧ до 18 ГГц.

Макетирование предлагаемого СВЧ-ограничителя выполнено на диодах типа 2А 522А-2 с активной частью СВЧ-ограничителя Ф2м, h=1 мм.

Результаты макетирования: уровень второй гармоники (2f_вх) сигнала при Р_вх = = 100 мВт (наибольший) составляет минус 35 дБ/Вт при f_вх=500 МГц (2 f_вх= 1000 Мгц), что на 25 дБ лучше прототипа; допустимая входная мощность увеличилась в 2 раза по сравнению с прототипом; габаритные размеры предлагаемого СВЧ-ограничителя определяются в основном размерами используемых СВЧ-диодов.

Использование: входные высокочастотные тракты радиоприемных устройств. Сущность изобретения: включение в СВЧ-ограничителе диодов противофазно в одном сечении в месте перехода с несимметричной микрополосковой на двухпроводную линию передачи ("балун"). 2 ил.

СВЧ-ОГРАНИЧИТЕЛЬ, содержащий отрезок несимметричной микрополосковой линии передачи и два включенных в противофазе диода, отличающийся тем, что в разрыв отрезка несимметричной микрополосковой линии передачи включен введенный отрезок двухпроводной линии передачи, в одном сечении которого установлены диоды, каждый из которых одним выводом подключен к переходу с несимметричной микрополосковой на двухпроводную линию передачи, а другим - к переходу с двухпроводной на несимметричную микрополосковую линию передачи.